5.Роль медицинской микробиологии в прогрессе медицины и ее значение в практической деятельности лечащего врача.

Микробиология — наука, изучающая строение, жизнедеятельность и экологию микроорганизмов — мельчайших форм жизни растительного или животного происхождения, не видимых невооруженным глазом. Микробиология изучает всех представителей микромира (бактерии, грибы, простейшие, вирусы). По своей сути микробиология является биологической фундаментальной наукой. Микробиология подразделяется на:1) Общая микробиология изучает закономерности строения и жизнедеятельности микроорганизмов на всех уровнях — молекулярном, клеточном, популяционном; генетику и взаимоотношения их с окружающей средой.Частная микробиология - отдельные представители микромира в зависимости от проявления и влияния их на окружающую среду, живую природу, в том числе человека. К частным разделам микробиологии относятся: медицинская, ветеринарная, сельскохозяйственная, техническая (раздел биотехнологии), морская, космическая микробиология.

Микроорганизмы являются возбудителями инфекционных болезней, которые часто встречаются в практике врача. Для того чтобы правильно поставить диагноз инфекционного заболевания, необходимо хорошо знать морфологию микробов, их основные формы, уметь различать их под микроскопом. Каждый врач должен владеть методом микроскопии, для чего необходимо знать устройство микроскопа и правила работы с ним.

6.Методы исследования в микробиологии, их характеристика.

1) поиски возбудителя заболевания в материале, взятом у больного (испражнения, моча, мокрота, кровь, гнойное отделяемое и др.);

2) обнаружение специфических антител в сыворотке крови — серологическая диагностика;

3) выявление повышенной чувствительности организма человека к возбудителям инфекционных заболеваний — аллергический метод

Микроскопический метод чаще используется как ориентировочный, так как не всегда можно идентифицировать микроб по морфологическим признакам.

Культуральный метод - посев исследуемого материала на питательные среды, куриные эмбрионы, культуры клеток для выделения чистой культуры возбудителя и его идентификации. (проводится в течение 3-5 дней, иногда и дольше).

Биологический метод (экспериментальный, биопроба) - выделение чистой культуры при заражении экспериментальных животных с последующим высевом крови, секционного материала и других объектов на питательные среды, выделение чистой культуры и ее идентификация. Этот метод позволяет определить факторы патогенности микроба, летальную дозу (DL), тип токсина, вырабатываемого микробом. Биологический метод осуществляют путем выделения возбудителя заболевания или его токсина при заражении лабораторных животных, восприимчивых к данному заболеванию. Диагноз устанавливают по воспроизведению у животного типичной картины заболевания и по выделению чистой культуры возбудителя из различных органов путем посева на питательные среды в случае заражения животного микробными ассоциациями. Идентификацию выделенного возбудителя проводят до вида (типа), используя бактериологический метод. Биологический метод используют также при определении вирулентности возбудителей.

Серологический метод - выявление антител в сыворотке крови (а также в слюне и других биологических жидкостях больного) с помощьюизвестных микробных антигенов. Этот метод позволяет определить количество (титр) антител, а также нарастание титра антител. Серологические методы диагностики инфекционных заболеваний основаны на выявлении специфических иммунных антител в сыворотке крови больного. Для этого используют различные иммунологические реакции: реакцию агглютинации при брюшном тифе (Видаля), реакцию Райта при бруцеллезе, реакцию связывания комплемента (Вассермана) при сифилисе, реакцию непрямой гемагглютинации при многих инфекционных заболеваниях, реакцию нейтрализации и торможения гемагглютинации при вирусных заболеваниях.

Особенностью серологигеского метода в вирусологии является исследование парных сывороток: 1-ю сыворотку берут у больного в острый период в начале болезни, хранят при температуре 4-8 °С, а 2-ю сыворотку берут через 10-14 дней. Сыворотки исследуют одномоментно.

O болезни свидетельствует сероконверсия, т.е. нарастание титра антител во 2-й сыворотке. Диагностической является сероконверсия в 4 раза и более. Поскольку многие вирусные болезни протекают остро, этот вариант серологического метода обычно применяют для ретроспективной диагностики.

Молекулярно-генетический метод - идентификация возбудителя в исследуемом материале путем определения нуклеотидных последовательностей с помощью ПЦР, ДНК-гибридизации и других методов молекулярной биологии.

Аллергологический метод позволяет поставить диагноз инфекционного заболевания с помощью аллергических проб — накожных и внутрикожных. Метод выявляет повышенную чувствительность замедленного типа, возникающую в организме при многих инфекционных заболеваниях. Введение аллергена накожно или внутрикожно используют для диагностики бруцеллеза, туляремии, токсоплазмоза и других заболеваний.

7.Морфология микробов. Морфологические группы микробов. Методы изучения морфологии микроорганизмов.

 Различают несколько основных форм бактерий - кокковидные, палочковидные, извитые и ветвящиеся, или нитевидные формы бактерий

 Морфологические и тинкториальные свойства бактерий. Некоторые бактерии образуют споры, располагающиеся центрально (1), субтерминально (2) или терминально (3)

Кокки - шаровидные бактерии размером 0,5-1,0 мкм; по взаимному расположению клеток различают микрококки, диплококки, стрептококки, тетракокки, сарцины и стафилококки. Микрококки (от греч. micros - малый) - отдельно расположенные клетки или в виде пакетов кокков.

Диплококки (от греч. diploos - двойной) располагаются парами (пневмококк, гонококк, менингококк), так как клетки после деления не расходятся. Пневмококк имеет с противоположных сторон ланцетовидную форму, а гонококк и менингококк имеют форму кофейных зерен, обращенных вогнутой поверхностью друг к другу.

Стрептококки (от греч. streptos - цепочка) - клетки округлой или вытянутой формы, составляющие цепочку вследствие деления клеток в одной плоскости и сохранения связи между ними в месте деления.

Сарцины (от лат. sarcina - связка, тюк), имеющие вид пакетов из 8 кокков и более, так как они делятся в 3 взаимно перпендикулярных плоскостях.

Стафилококки (от греч. staphyle - виноградная гроздь) - кокки, расположенные в виде грозди винограда в результате деления в разных плоскостях.

Палочковидные бактерии различаются по размерам, форме концов и взаимному расположению клеток. Длина клеток варьирует от 1,0 до 8,0 мкм, толщина - от 0,5 до 2,0 мкм. По форме палочковидные бактерии бывают короткими (туляремийная палочка), длинными (сибиреязвенная палочка), с закругленными (большинство палочек)и заостренными (фузобактерии) или утолщенными (коринебактерии) концами. Слегка изогнутые палочки называются вибрионами (холерный вибрион). Большинство палочковидных бактерий располагаются беспорядочно, так как после деления клетки расходятся. Если после деления клетки остаются связанными общими фрагментами клеточной стенки, то они располагаются под углом друг к другу (коринебактерии дифтерии) или образуют цепочку (сибиреязвенная палочка).

Ветвящиеся, нитевидные формы и палочки неправильной формы представлены актиномицетами и родственными с ними бактериями. Актиномицеты - ветвящиеся, нитевидные или палочковидные грамположительные бактерии. Свое название (от греч. actis - луч, mykes - гриб) они получили в связи с образованием в пораженных тканях друз - гранул из плотно переплетенных нитей в виде лучей, отходящих от центра и заканчивающихся колбовидными утолщениями. Актиномицеты делятся фрагментацией нитей (мицелия) с образованием

палочковидных и кокковидных форм. На воздушных гифах актиноми-цетов могут образовываться нетермоустойчивые споры, служащие для размножения. Ранее из-за образования нитей и спор для размножения актиномицеты ошибочно относили к грибам.

К актиномицетам близки нокардиоподобные (нокардиоформные) палочки - собирательная группа бактерий неправильной формы (бактерии родов Corynebacterium, Mycobacterium, Nocardia). Некоторые из них образуют ветвящиеся формы. Нокардиоподобные актиномицеты отличаются наличием в клеточной стенке арабинозы, галактозы, ми-коловых кислот и большим количеством жирных кислот. Миколовые кислоты и липиды придают бактериям кислотоустойчивость (мико-бактерии туберкулеза и лепры при окраске по Цилю-Нельсену имеют красный цвет, а некислотоустойчивые бактерии и мокрота или ткань - синий цвет).

Извитые формы - спиралевидные бактерии, например спириллы, имеющие вид штопорообразно извитых клеток (например, возбудитель содоку - болезни от укуса крыс). К извитым также относятся кампи-лобактеры, хеликобактеры (по форме напоминают крылья летящей чайки) и спирохеты.

Спирохеты - тонкие, длинные, спиралевидные бактерии, отличающиеся от спирилл подвижностью и сгибательными движениями. Под наружной мембраной клеточной стенки (в периплазме) расположены периплазматические фибриллы (жгутики), придающие бактерии винтообразную форму (первичные завитки спирохет). Фибриллы прикреплены к концам клетки. Они обеспечивают вращательное, сгибательное и поступательное движение клетки.

Спирохеты плохо воспринимают красители. Их окрашивают по методу Романовского-Гимзы или серебрением, а в живом виде исследуют с помощью фазово-контрастной или темнопольной микроскопии. Патогенные для человека спирохеты представлены 3 родами: Treponema, Borrelia, Leptospira:

• трепонемы имеют вид тонких штопорообразно закрученных нитей с 8-12 равномерными мелкими завитками (например, T. pallidum - возбудитель сифилиса);

• боррелии имеют по 3-8 крупных завитков (например, возбудители возвратного тифа - B. recurrentis и болезни Лайма - B. burgdorfen);

• лептоспиры имеют неглубокие и частые завитки - в виде скрученной веревки, причем концы лептоспир изогнуты наподобие

крючков с утолщениями на концах, напоминая букву S или С. Представителем является возбудитель лептоспироза (L. interrogans).

Изучение форм и выявление подвижности проводится методом микроскопирования живых бактерий.

Основные структуры микроорганизма анализируются в препаратах раздавленной или висячей капли. Это способ нанесения бульонного раствора с бактериальной культурой на предметное стекло.

Этот метод определения строения бактерии может проводиться путем наблюдений в «темном поле зрения».

Принцип эксперимента заключается в том, что исследователем создаются такие условия, когда микробные тела не освещаются напрямую, а отражают лучи света, что позволяет рассмотреть их основные структуры более подробно и в нативной (естественной) среде.

Анализ с использованием различных способов окрашивания предполагает, что окрашиваться будут убитые микробные клетки, поскольку они лучше окрашиваются.

Для проведения анализа необходимо осуществить несколько манипуляций:

1. Приготовить мазок исследуемого материала. В эту стадию входит работа с исследуемым материалом (кровь, мокрота и т.д.).

2. Высушивание и фиксация мазка химическим или физическим способом.

3. Выбор вида окрашивания (сложный или простой).

Простым способом бактериальные клетки окрашивают в большинстве случаев только для того, чтобы выявить в исследуемом материале присутствие микроорганизмов. Этот способ представляет собой окрашивание мазка метиленовым синим. Данный краситель окрашивает фон мазка на порядок слабее, чем клетки самих микроорганизмов.

Обнаружение основных структур бактериальной клетки осуществляется с использованием сложного окрашивания:

• метод Грама (определение свойств клеточной стенки);

• окраска на выявление спор;

• окраска по Романовскому-Гимзе окрашивает в разные цвета основные структуры клетки;

• выявление капсул по способу Гинса;

• выявление зерен волютина (внутриплазматические гранулы, состоящие из неорганических полифосфатов), их присутствие указывает на наличие возбудителя дифтерии.

Дифференцирующие методы окрашивания обычно применяют для окрашивания различных морфологических структур. Для окраски капсул бактерий применяют методы Хисса, Лёйфсона и Антони; последний метод наиболее прост и включает окраску кристаллическим фиолетовым с последующей обработкой 20% водным раствором CuS04.Для окраски жгутиков бактерий предложены методы Лёффлера, Бёйли, Грея и др. Для этих методов характерны первоначальное протравливание препарата и последующая окраска (чаще карболовый фуксин Циля). Окраску спор бактерий проводят после предварительной обработки их стенок. Наиболее прост метод Пешкова, включающий кипячение мазка с синькой Лёффлера на предметном стекле с последующей докраской нейтральным красным.Споры окрашиваются в синий цвет, вегетативные клетки — в розовый.

8.Изобретение микроскопа и открытие микробов. Основные виды современных микроскопов и их применение в микробиологии.

Для обнаружения и исследования микроорганизмов применяют микроскопы. Световые микроскопы предназначены для изучения микроорганизмов, которые имеют размеры не менее 0,2 мкм (бактерии, простейшие и т. п.), а электронные - для изучения более мелких микроорганизмов (вирусы).

Темнопольная микроскопия основана на способности микроорганизмов сильно рассеивать свет. Для темнопольной микроскопии пользуются обычными объективами и специальными темнопольными конденсорами. Существует несколько типов таких конденсоров, различающихся по устройству.

Основная особенность темнопольных конденсоров заключается в том, что центральная часть у них затемнена и прямые лучи от осветителя в объектив микроскопа не попадают. Объект освещается косыми боковыми лучами и в объектив микроскопа попадают только лучи, рассеянные частицами, находящимися в препарате. Темнопольная микроскопия основана на эффекте Тиндаля, известным примером которого служит обнаружение пылинок в воздухе при освещении их узким лучом солнечного света.

Чтобы в объектив не попадали прямые лучи от осветителя, апертура его должна быть меньше, чем апертура конденсора. Для уменьшения апертуры в обычный объектив помещают диафрагму или пользуются специальными объективами, снабженными ирисовой диафрагмой.

При темнопольной микроскопии микроорганизмы выглядят ярко светящимися на черном фоне. При этом способе микроскопии могут быть обнаружены мельчайшие микроорганизмы, размеры которых лежат за пределами разрешающей способности микроскопа. Однако темнопольная микроскопия позволяет увидеть только контуры объекта, но не дает возможности изучить внутреннюю структуру.

Люминесцентная (флюоресцентная) микроскопия

Люминесцентная (флюоресцентная) микроскопия основана на способности некоторых веществ люминесцировать, т. е. светиться при освещении невидимым ультрафиолетовым или синим светом. Примером такого свечения являются известные всем лампы дневного света, в которых в результате облучения ультрафиолетовыми лучами светится специальный состав - люминофор, покрывающий изнутри колбу лампы.

Цвет люминесценции обычно смещен в более длинноволновую часть спектра по сравнению с возбуждающим ее светом. Так, если люминесценция возбуждается синим светом, то цвет ее может быть от зеленого до красного, если люминесценция возбуждается невидимым ультрафиолетовым излучением, то цвет ее может быть в любой части видимого спектра. Эта особенность люминесценции позволяет, используя специальные светофильтры, поглощающие возбуждающий свет, наблюдать сравнительно слабое люминесцентное свечение.

Электронная микроскопия

Различные способы световой микроскопии позволяют изучать сравнительно крупные микроорганизмы (бактерии, простейшие), но не дают возможности наблюдать объекты, величина которых меньше чем 0,2 мкм, так как разрешающая способность микроскопа зависит от длины волны видимого света. Поэтому в световом микроскопе не может быть изучено строение вирусов.

Принципиально новые возможности для изучения тонкого строения бактерий и вирусов появились после изобретения электронного микроскопа.

В электронном микроскопе вместо световых волн для построения изображения используют поток электронов в глубоком вакууме.

В качестве "линз", фокусирующих электроны, служит электромагнитное поле, создаваемое электромагнитными катушками. Изображение в электронном микроскопе наблюдают на флюоресцирующем экране и фотографируют. Объекты при электронной микроскопии находятся также в глубоком вакууме, поэтому подвергаются фиксации и специальной обработке. Кроме того, они должны быть очень тонкими, так как поток электронов сильно поглощается. В связи с этим в качестве объектов используют ультратонкие срезы толщиной 20-50 нм, что значительно меньше толщины вирусных частиц. Разрешающая способность современных электронных микроскопов равна 0,15 нм, что позволяет получить полезное увеличение в миллионы раз.

9.Классификация микроорганизмов по Берги. Понятие о виде, штамме, чистой культуре. Прокариоты и эукариоты, их отличительные признаки..

Принципы систематизации бактерий в определителе Берджи

Определитель Бёрджи систематизирует все известные бактерии по нашедшим в практической бактериологии наибольшее распространение принципам идентификации бактерий, основанным на различиях в строении клеточной стенки и отношении к окраске по Граму. Определитель выделяет четыре основных категории бактерий - Gracillicutes [от лат. gracilis, изящный, тонкий, + cutis, кожа] - виды с тонкой клеточной стенкой, окрашивающиеся грамотрицательно; Firmicutes [от лат. firmus, крепкий, + cutis, кожа] - бактерии с толстой клеточной стенкой, окрашивающиеся грамположительно; Tenericutes [от лат. tener, нежный, + cutis, кожа] - бактерии, лишённые клеточной стенки (микоплазмы и прочие представители класса Mollicutes) и Mendosicutes [от лат. mendosus, неправильный, + cutis, кожа] - архебактерии (метан- и сульфатредуцирующие, галофильные, термофильные и архебактерии, лишённые клеточной стенки). Описание бактерий даётся по группам (секциям), в состав которых включены семейства, роды и виды; в некоторых случаях в состав групп входят классы и порядки. Патогенные для человека бактерии входят в небольшое число групп.

Вид. Одной из ос­новных таксономических категорий является вид(species). Вид — это совокупность особей, объединенных по близким свойствам, но от­личающихся от других представителей рода.

Чистая культура. Совокупность однородных микроорганиз­мов, выделенных на питательной среде, характеризующихся сходными морфологичес­кими, тинкториальными (отношение к кра­сителям), культуральными, биохимическими и антигенными свойствами, называется чис­той культурой.

Штамм. Чистая культура микроорганизмов, выделен­ных из определенного источника и отличаю­щихся от других представителей вида, называ­ется штаммом. Штамм — более узкое понятие, чем вид или подвид.

Клон. Близким к понятию штам­ма является понятие клона. Клон представляет собой совокупность потомков, выращенных из единственной микробной клетки.

Для обозначения некоторых совокупностей микроорганизмов, отличающихся по тем или иным свойствам, употребляется суффикс var(разновидность).. ^ Чистая культура. Совокупность однородных микроорганиз­мов, выделенных на питательной среде, характеризующихся сходными морфологичес­кими, тинкториальными (отношение к кра­сителям), культуральными, биохимическими и антигенными свойствами, называется чис­той культурой.

Все известные организмы подразделяют на про- и эукариоты. К прокариотам относятся бактерии и сине-зеленые водоросли; к эукариотам - зеленые растения грибы слизевики и животные.

Прокариотические клетки не имеют офрмленного ядра, то есть генетический материал находится в цитоплазме и не окружен никакими оболочками. У эукариот имеется настоящее ядро, т.о. ген. материал окружен двойной мембраной.

Прокариоты (лат. Procaryota, от греч. προ «перед» и κάρυον «ядро»), или доядерные — одноклеточные живые организмы, не обладающие (в отличие от эукариот) оформленным клеточным ядром. Прокариоты разделяют на два таксона в ранге домена (надцарства): Бактерии (Bacteria) и Археи (Archaea). Есть жгутики, бесполый способ размножения.Для клеток прокариот характерно отсутствие ядерной оболочки, ДНК упакована без участия гистонов. Тип питания - осмотрофный.-Генетический материал прокариот представлен одной молекулой ДНК, замкнутой в кольцо, имеется только один репликон. В клетках отсутствуют органоиды, имеющие мембранное строение.Имеют капсулу (предохраняет бактерии от повреждений, высыхания, она препятствует фагоцитозу бактерий); клеточную стенку, плазмолемму, цитоплазму, рибосомы, пили (поверхностные структуры, присутствующие у многих бактериальных клеток и представляющие собой прямые белковые цилиндры длиной 1—1,5 мкм и диаметром 7—10 нм); жгутики, нуклеотид (подобный ядру); плазмиды ( дополнительные факторы наследственности, расположенные в клетках вне хромосом и представляющие собой кольцевые (замкнутые) или линейные молекулы ДНК.)

10. Структура бактериальной клетки. Постоянные и непостоянные структуры бактерий. Особенности строение клеточной стенки бактерий.